1、第 1 页上海应用技术学院 20152016 学年第 1 学期化工原理 期（末） （A ）试卷答案一、判断题（以、表示；每空 2 分）1.在相同设备条件下，密度越大、粘度越小的流体越容易形成湍流状态。 （ ）答案：2.稳定流动时，流体的流速、压强、密度等均不随时间和位置而变。 （ ）答案： 3.当间壁两侧无相变冷热流体的进、出口温度已确定时，为了提高传热平均温度差，应采用并流操作。 （ ）答案： 4.对理想溶液而言，其组分的挥发度可以用同温度下该组分的饱和蒸汽压的大小来表示。 （ ）答案： 5.对双组分理想混合液，相对挥发度的大小可以判别该物系的分离难易程度。因此，在相同条件下，分离相对挥发度
2、小的物系所需理论板数多。 （ ）答案：二、选择题 （每空 2 分）1.根据雷诺实验，流体在圆直管中作稳态流动时：层流时的雷诺准数是（ ） 。A. Re4000； C. 2000Re2300； D. 2000Re4000；答案： A第 2 页2.流体流动产生阻力的根本原因是，因为流体流动（ ） 。A. 遇到了障碍物； B. 与管壁产生摩擦；C. 产生了内摩擦切向力；答案： C3.对流传热是由（ ）因素产生的。A. 流体分子的热振动; B.流体体内电子的移动;C. 流体质点的位移、扰动。答案： C4.间壁两侧流体的对流传热系数相差不大时，要提高 K 值，关键在于提高（ ）的对流传热系数之值。A.
3、大者； B. 小者； C. 两者；答案： C5.当回流从全回流逐渐减小时，精馏段操作线向平衡线靠近，为达到给定的分离 要求，所需的理论板数（ ） 。A. 逐渐增多； B. 逐渐减少； C. 不变；答案： A三、填空题：1.某间壁换热器中，流体被加热时，圆形直管内湍流的传热系数表达式为： _。当管内水的流速为 0.5ms-1 时，计算得到管壁对水的传热系数 =2.61（kwm -2 K-1） ；若水的物性不变，仅改变水在管内的流速， 当流速为 0.8 ms-1 时，此时传热系数 =_。 （5 分）答案：=0.023( /d)Re0.8Pr0.4（3 分） 、3.81（kwm -2 K-1） （2
4、 分） ；2.蒸馏分离液体混合物的依据是利用： 。 （3 分）第 3 页答案：液体混合物中各组分挥发度的不同；（3 分）3.连续精馏塔计算中为简便起见，分别引入了 的概念和 的假定。 （2 分）答案：理论板（1 分） 、恒摩尔流；（1 分）四、 （20 分）用泵将密度为 1200 kgm-3 的溶液从敞口贮槽内送到高位槽中。高位槽比敞口贮槽的液面高出 20m，吸入管与排出管为 894mm，全部管路的总长（不包括管路的进出口）为 81.3m，输液量为 30103 kgh-1，摩擦系数=0.027（管路流动为完全湍流） ，泵的效率为 54%。试求：泵的轴功率为多少？第 4 页2 2122122 2
5、21 1250301.35/2116.8044.7e fsefpupuzgWzghzVu msdluh 进答 案 ： 选 取 截 面 和 的 内 侧 为 上 下 游 截 面 ， 截 面 为 基 准 面 ；对 贮 油 池 液 面 至 高 位 槽 液 面 列 柏 努 利 方 程 ； （ 分 ）（ 分 ）、 ； （ 表 ）、 （ 分 ）（ ） （ 2221 .15/313509.8.2.63.67/85742.0.e fse JkgWzghPJkgw ） （ 分 ）（ ） （ 分 ） （ 分 ）五、 （20 分、普通班）在某套管换热器中用水逆流冷却某溶液。流量为 2.4kgs-1、比热为 2kJkg
6、-1 -1 的溶液走换热器的内管（规格为 252.5mm） ，从 150冷却到 100。冷却水走换热器的环隙，从 25升温至 60，比热为 4.18kJkg-1 -1。已知：溶液一侧的对流传热系数为 1160wm-2 -1，冷却水一侧的对流传热系数为 930w m-2 -1，忽略管壁和污垢的热阻及热损失。试求：1.以管外表面积为基准的总传热系数 K2 为多少?2.冷却水的用量为多少? 3.换热器的管外表面积 A2 和管长 l 为多少?第 5 页12 22 2212211 31205. 46.5/ 56093()().45.4/0/ 83.().0(51)24mpmpmpddKwmCKqcTqc
7、tkgskghQc答 案 ： 、 （ 分 ）（ 分 ）1122222 (6)8.7 3lnln40 .8 36.5.79.6 .m wTttt CAmKtAdl （ 分 ）（ 分 ）（ 分 ）（ 分 ） 五、 （20 分、卓越班）某套管换热器由管长为 3m 的钢管所组成。在壳程中，用130的饱和水蒸汽将在管程中的某有机溶剂气体从 35加热到 80。现因生产需要，将有机溶剂气体流量增加一倍，并要求在管程中的有机溶剂气体从 35加热到 90，而用来加热的饱和水蒸汽仍为 130。 （设管壁和污垢热阻忽略不计，且温度变化不影响有机溶剂气体的物性变化）试求：套管换热器的管长应加长到多少？ 第 6 页11
8、211212(-)5()()30(80)7.12lnln1()()(5)(39)6.50llmmKAtqCptQTttttttT答 案 （ 分 ） （ 分 ） （ 分 ）0.8 0.8212110.8.10.8. 2()(71(8035)263.529().6490mmKqKqAdlQlll?、 （ 分 ）（ 分 ） （ 分 ） （ 分 ） 4.6m （ 分 ）六、 （20 分）某连续精馏操作中，若原料液于露点温度下进入精馏塔。已知：精馏段操作线方程式为 y=0.723x+0.263、提馏段操作线方程式为 y=1.25x-0.0187。试求：1.原料液、馏出液和釜液的组成为多少?2.操作回流比
9、 R 为多少?第 7 页0.732.6131.0.263(.)950.748.70.2631.55023.DD WRxxyxxyq答 案 ：精 馏 段 操 作 线 斜 率 ： （ 分 ）精 馏 段 操 作 线 截 据 ：所 以 ： （ 分 ）提 馏 段 操 作 线 与 对 角 线 交 点 坐 标 ： （ 分 ）由 两 操 作 线 交 点 ： （ 分 ）因 为 泡 点 下 进 料 故 线 为 垂 线 ，可 得 ： 原 0.63Fxy料 液 组 成 （ 分 ）七、 （10 分）精馏分离某理想混合液。已知：操作回流为全回流，物系的相对挥发度为 2.5。测得精馏段第二块塔板下降液体的组成为 x2=0.5，第三块塔板下降液体组成为 x3=0.4（均为易挥发组分的摩尔分数） 。试求：第三块塔板的汽相单板效率？第 8 页3243331343 0.50.2*.6 ()0.54.4.%*62nMVyxyxyyyE答 案 ：对 全 回 流 操 作 ： 、 （ 分 ）由 相 平 衡 方 程 求 解 ： （ 分 ）则 第 三 块 塔 板 的 气 相 单 板 效 率 为 ： （ 分 ）
